Identificati tre composti con efficace attività di superamento dello stop su modelli cellulari. Prossimo passaggio la sperimentazione su modelli animali e su organoidi da malato FC.
Dai dati del Registro Italiano Fibrosi Cistica (Report 2016) risulta che circa il 20% dei malati (di tutte le età) ha almeno una mutazione stop nel genotipo (1). Il primo progetto finanziato da FFC, e realizzato presso lo STEBICEF-dell’Università di Palermo, per la ricerca di composti attivi sulle mutazioni stop risale al 2011: siamo ora arrivati al quarto progetto, selezionato con il bando 2019 e condotto da questo gruppo di ricerca. Nel mezzo, un percorso che è partito dal valutare grandi banche di composti esistenti all’eseguire su questi uno screening biologico, che ha portato all’identificare una famiglia chimica, quella degli oxadiazoli, come la più interessante. Fra gli oxadiazoli è stata identificata una molecola leader, da cui sono stati sviluppati tre derivati, sottoposti a ottimizzazione computazionale. Questa pubblicazione illustra i risultati degli esperimenti svolti su modello cellulare con i composti ottimizzati, ed è la prima dopo un periodo di silenzio legato al deposito di brevetto internazionale sui tre composti (1).
Il modello usato sono cellule epiteliali FRT (cellule di tiroide di ratto). Queste normalmente sono prive di gene e proteina CFTR, ma vengono ingegnerizzate geneticamente attraverso l’inserimento del gene CFTR mutato per le due mutazioni stop: G542X e W1282X.
Messe a contatto le cellule con i composti in studio, attraverso microscopia a immunofluorescenza si può vedere che viene prodotta una proteina CFTR di lunghezza normale, e che è localizzata sulla membrana della cellula. Non basta però dimostrare che la proteina viene sintetizzata e va a posizionarsi nella sede che le spetta, bisogna dimostrare che, arrivata, lì funziona. Quindi attraverso un particolare test (test YPF), i ricercatori hanno mostrato che la proteina funziona in quanto sulla membrana agisce come canale per il trasporto di ioni.
Gli esperimenti indicano inoltre che i composti non sono tossici per le cellule, e la loro attività di riavvio della sintesi della proteina (attività chiamata read trough, traducibile con “lettura completa del messaggio”) si esplica a dosaggi inferiori a quelli necessari per l’azione di Ataluren, il farmaco per mutazioni stop che era arrivato fino alla sperimentazione clinica, interrotta per risultati insufficienti nel 2017.
Viene anche avanzata un’ipotesi su come i nuovi composti agirebbero: in pratica indurrebbero una lettura “più elastica” del messaggio di stop, in cui viene tollerata la non perfetta corrispondenza fra le lettere (basi di RNA) del messaggio e le lettere del RNA traduttore (near-cognate tRNA).
Il meccanismo d’azione verrà ulteriormente studiato nel progetto biennale di recente approvazione FFC#6/2020. Altri obiettivi saranno quelli di valutare la distribuzione e l’attività dei nuovi composti in modelli di malattia più perfezionati: topi con mutazione stop e organoidi da malati FC con mutazione stop.
1) registroitalianofibrosicistica.it/servizi-36-rapporti_e_pubblicazioni
2) Pibiri I, Melfi R, Tutone M, Di Leonardo A, Pace A, Lentini L “Targeting Nonsense: Optimization of 1,2,4-Oxadiazole TRIDs to Rescue CFTR Expression and Functionality in Cystic Fibrosis Cell Model Systems” Int J Mol Sci. 2020 Sep 3;21(17):E6420. doi: 10.3390/ijms21176420